JP2004210822A

JP2004210822A - Low hardness rubber composition

Info

Publication number: JP2004210822A
Application number: JP2002378622A
Authority: JP
Inventors: Koji Kume; 耕治久米; Shinsuke Kawaji; 信介川治
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp; Inoac Elastomer Co Ltd
Current assignee: Inoac Corp; Inoac Elastomer Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low hardness rubber composition having a sufficient weatherability and a low hardness which develops shock absorption, followability and the like, and enabling the mixing and kneading of all the raw materials in a short period of time. <P>SOLUTION: The rubber composition mainly comprises an ethylene-propylene-diene terpolymer. The hardness of the rubber composition is lowered by mixing specific amounts of an oil and various fillers with it. The amount of the oil is set in a range of 150-500 pts.wt., preferably 200-350 pts.wt. of 100 pts.wt. of the ethylene-propylene-diene terpolymer. The fillers include silica. Its amount of use is in a range of 10-50 pts.wt., preferably 30-50 pts.wt. of 100 pts.wt. of the ethylene-propylene-diene terpolymer. The amount of the silica is set at least at ≥ 75 wt%, preferably ≥ 80 wt% of the total amount of the fillers. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマー(以下、ＥＰＤＭと云う)を主成分とした低硬度ゴム組成物に関し、更に詳細には、該ＥＰＤＭ中の所要の充填材を混合することで、屋外等の過酷な環境下において長期間に亘って充分な緩衝性・追従性等を発現し得る低硬度を備え、かつゴム組成物を得るに際して実施される、所謂練りにおいて大きく必要時間を短縮し得る低硬度ゴム組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等において、例えば車体本体とドアミラーの如き補器類とは、密着してその間の隙間から雨水等の侵入を皆無とし、更に走行中の風切り音等を低減するために、該隙間にゴム組成物等の低硬度物質を介することで接合されている。また屋外等での温度差が激しくかつ長期間に亘って使用される過酷な使用環境を鑑み、高い耐候性を有して安価であるＥＰＤＭポリマーを主成分としたＥＰＤＭゴム組成物が好適に使用されていた。
【０００３】
また一般に使用される前記ＥＰＤＭゴム組成物は、その硬度がタイプＡデュロメータ硬度５０〜６０程度であって追従性等に劣るために、以下の方法により前述の追従性および耐候性を達成していた。すなわち、
▲１▼別途発泡スポンジ材等を介在させる、▲２▼該ＥＰＤＭゴム組成物から製造される発泡体を使用する、▲３▼該ＥＰＤＭゴム組成物の硬度を充分に低下させるために可塑剤としてのオイルを多量に混合する、▲４▼液状ポリマーを多量に使用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の各方法の場合、以下の問題が夫々指摘される。
▲１▼別の部品が必要となるため製造コストが増大し、また発泡体の部分が機械的強度および耐候性に乏しい。
▲２▼▲１▼と同じく充分な機械的強度および耐候性を確保し得ない。
▲３▼主成分となるＥＰＤＭポリマーと、前記オイルとの混合に際し、その低粘度故に充分な剪断力が掛けられず混合に必要とされる時間が長くなり、その結果、製造コストが増大してしまう。また多量のオイルが経時的にゴム部材よりブリードして、前記車体本体等を汚してしまう問題も指摘される。
▲４▼一般に液状ポリマーは高価であり、またその粘性流動体という性状故に正確な計量が困難であり、その結果、製造コストの増大や物性値の設計が困難となる。
【０００５】
このような問題を回避する提案として、以下の[特許文献１]には、多種類のポリマーを混合することで、低硬度と良好な混合性および低ブリード性とを併有するゴム組成物が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２８６５号公報
【０００７】
しかし前述の[特許文献１]に開示の技術の場合、溶融させたポリマーを使用する等、その製造過程が複雑であり、一般の製造ラインにおいての実施には向かない。詳細な原料管理等が必要な上、複数の原料を扱うことになり煩雑さが増すためである。
【０００８】
【発明の目的】
この発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、主成分であるエチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマーに対して、可塑剤としてのオイルと所要のシリカを有する充填材とを混合することで、充分な耐候性と、緩衝性および追従性等を発現し得る低硬度とを備え、短時間に全ての原料の混合・混練を実施し得る低硬度ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係る低硬度ゴム組成物は、エチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマーを主成分とし、これに所要量のオイルおよび各種充填材を混合して低硬度化を図ったゴム組成物において、
前記オイルは、前記エチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマー１００重量部に対し、１５０〜５００重量部、好ましくは２００〜３５０重量部の範囲に設定され、
前記各種充填材としてシリカを含有させると共に、前記エチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマー１００重量部に対し、１０〜５０重量部、好ましくは３０〜５０重量部の範囲で使用し、
前記各種充填材の全量において、少なくともシリカを７５重量％以上、好ましくは８０重量％以上に設定して、
前記各物質の充分な混合に要する時間の顕著な短縮を実現したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施例に係る低硬度ゴム組成物について以下説明する。本願の発明者は、高い耐候性および成形性を有し、自動車の外装部材等に好適に使用されるエチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマー(以下、ＥＰＤＭポリマーと云う)を主材料として使用し、ここにオイルを該ＥＰＤＭポリマー１００重量部に対し、１５０〜５００重量部、好ましくは２００〜３５０重量部の範囲に設定すると共に、少なくとも７５重量％、好ましくは８０重量％のシリカを含むようにした充填材を該ＥＰＤＭポリマー１００重量部に対し、１０〜５０重量部の範囲で使用することで、そのタイプＡデュロメータ硬度が３０度、好ましくは１５度以下であり、かつこれら全原料の充分な混合・混練に必要とされる時間の顕著な短縮が可能であることを知見したものである。なお、本発明において重量比率を表す単位として「１００重量部に対して、〜重量部」との記載がなされる場合には外比率を指し、「〜重量％」との記載がなされる場合には内比率であることを指す。
【００１１】
実施例に係るＥＰＤＭポリマーは、エチレン−プロピレン−ジエン系モノマー共重合物であり、エチレンおよびプロピレンと、各種ジエン系モノマーとを共重合させた一般に使用されているものの使用が可能である。一般に前記ＥＰＤＭポリマーは、その組成を構成する前記エチレン、プロピレンおよびジエン系モノマーの割合で、例えば耐候性、耐老化性および加硫性といった様々な物性が変化するが、一般的に自動車等の外装部材として採用されている組成であれば、問題なく使用可能である。
【００１２】
前記オイルは、前記ＥＰＤＭポリマーに混合されることでその硬度を低下させる、所謂可塑剤としての役割を果たすものであり、ブリードを引き起こさずかつ軟化効果の高い、例えばパラフィルオイル等が好適である。そして前記ＥＰＤＭポリマー１００重量部に対して、１５０〜５００重量部、好ましくは２００〜３５０重量部の範囲で使用される。この混合量が１５０重量部未満であると、前述のタイプＡデュロメータ硬度が３０度を越えてしまって低硬度状態を維持できなくなり、一方５００重量部を越えると本発明における組成を使用しても、大きな混合時間の短縮がなされなくなるためである。
【００１３】
またその混合形態としては、前記ＥＰＤＭポリマーに対してその全量を別途混合するのではなく、ポリマーの一部としてオイルを含有する、所謂油展ポリマーを使用することで組成物系内に混合される。このような油展ポリマーを使用することで、全原料の混合に必要とされる時間をより短縮し得る。前記油展ポリマーとして組成物系内に混合されるオイルの量は、前記ＥＰＤＭポリマーに対して混合される前述の１５０〜５００重量部のうち、８０〜１３０重量部程度とされる。この量が８０重量部未満であると、前述した通り混合時間の短縮が効率的になされず、また１３０重量部を越えるとポリマーとしての取り扱い性が困難となるからである。
【００１４】
前記充填材としては、カーボンブラック、炭酸カルシウムまたはシリカ(ホワイトカーボン)等の従来公知の物質が好適に使用される。しかし本発明においては、これら複数の充填材の全量中において、前記シリカの割合が少なくとも７５重量％、好ましくは８０重量％以上に設定されることが必要とされる。そして前記充填材の混合量は、前記ＥＰＤＭポリマー１００重量部に対して、１０〜５０重量部、好ましくは３０〜５０重量部の範囲に設定される。この混合量が１０重量部未満では混合時間の短縮はなされず、また５０重量部を越えると充填材内に含まれる水分等が、後述する加硫等をなす加熱により気泡となり、その結果、得られるＥＰＤＭゴム組成物の内部構造および表面状態が悪化し、所定の部材とする際の歩留まりが悪化する畏れがある。これは本発明で使用されるＥＰＤＭポリマーのオイル混合時粘度が、最終的にタイプＡデュロメータ硬度３０度以下、更には１５度以下となるＥＰＤＭゴム組成物を得るために非常に低く設定されているためである。
【００１５】
前記充填材全量中におけるシリカの重量比率は、少なくとも７５重量％、好ましくは８０重量％以上に設定される。これは前記シリカ以外の、例えばカーボンブラック等の充填材には、全原料の混合時にその剪断力を有効に使用し得るよう、該全原料の混合物に所定の粘性を与える作用が期待できないためである。
【００１６】
ところで前記オイルの混合は、得られるＥＰＤＭゴム組成物の硬度を下げる一方、その機械的強度を悪化させることが知られている。本発明に係るＥＰＤＭゴム組成物は、その使用用途的に見ても一定の機械的強度が要求され、該機械的強度が過度に低下することは好ましくない。そこで前記充填材として、全原料混合時の粘性を確保するシリカを一定割合以上使用する一方で、機械的強度を確保するカーボンブラック等の作用的に補強材となる素材を混合するようにしている。
【００１７】
また前記シリカとしては、人工的に得られる合成シリカ、殊に湿式シリカが好適に使用される。前記天然シリカは、合成シリカに較べて、例えば結晶水量等の結晶内組成が均一でなく、従って前記ＥＰＤＭポリマー混合時に均質な分散なし得ることが困難であり、適度な粘性を発現させる一方で均質なＥＰＤＭ混合物(後述([００２０])、ＥＰＤＭポリマーとオイルおよび各種充填材とを混合し、加硫加熱前の物質)を得ることが困難であるからである。また前記合成シリカにおいては、湿式シリカが乾式シリカに較べて、その嵩密度が小さく、すなわち嵩張らないため、前記ＥＰＤＭポリマーに対する混合を容易になし得るため好適に使用される。乾式シリカで必要量の充填材を用意した場合、その体積が大きくなり、均質な混合および投入自体に必要とされる時間が長くなるため好適な使用には供しない。また前記シリカの粒径としては、平均一次粒子径が１０〜４０ｎｍの範囲の物質が好適である。これは、一般に粒径が小さいことによる分散の容易性と粘度への変化への貢献性で説明される部分もあるが、経験的に実証された事実である。
【００１８】
また充填材として、前記シリカを使用することで、前記ＥＰＤＭポリマーに対して多量のオイルを使用した場合に懸念されるブリード現象についても、その抑制が期待できる。通常ブリードを抑制するためには、カーボンブラックの如き比表面積の高い物質を選択的に使用し、該ブリードの基となるオイルを吸収してしまう方法を採用することが一般的である。しかし、この手法を採用した場合、得られるＥＰＤＭゴム組成物の硬度低下をなしている部分のオイル成分までも吸収・保持してしまうため、経年変化により硬度の上昇が懸念される。しかし、本発明に係るシリカを使用する場合、前記オイルの吸収によるブリード抑制の効果は発現するが、前記カーボンブラック等と異なり、結晶水部分が関与し、可逆的に該オイルを保持すると考えられ、経験的にもこの事実が確認されている。
【００１９】
更に、実施例に係る低硬度ゴム組成物には、その目的および用途に応じて、更に補強材、軟化剤、加硫剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤(老化防止剤)、発泡剤、発泡助剤、粘着付与剤、しゃく解剤、着色剤、滑剤、離型剤または難燃剤等を添加してもよい。
【００２０】
以下に、前記各要素を用いた本実施例に係る低硬度ゴム組成物の製造工程について、図１を参照して説明する。先ず、ゴム組成物の主成分たるＥＰＤＭポリマーと、必要されるオイルと、加硫剤および加硫促進剤等の加硫系剤を除く各種充填材等の添加剤とを所定の混練機に混入して混ぜ合わせる(一次混合)。そこに加硫剤、加硫促進剤および加硫促進助剤等の加硫系剤を必要なだけ配合して再び混合・混練してＥＰＤＭ混合物とする(二次混合)。ここで実施される混合・混練に掛かる時間・速度等の条件は各種添加剤の物性により左右されるが、基本的に前記ＥＰＤＭ混合物が、いわゆるまとまったと云われる状態となるまで実施される。この状態は、後述する各混練機を使用する際には、該混練に剪断力の上昇、すなわち必要とされる電力量の上昇、下降後の状況をもって検知することが可能である。前記混合・混練は、１軸式または２軸式押出機、ニーダ、加圧式ニーダ、コニーダ、バンバリーミキサ、ヘンシェル型ミキサ或いはロータ型ミキサその他の混練機等が好適に使用される。なお、前記一次混合・二次混合は混合される原料種類によっては同時に実施してもよく、またその混合順序も問われない。考えるべき要素は、同時に混合する全原料を混合した際に発現する粘性であり、この粘性が剪断力を生かすものであれば許容される。そして前記加硫剤等の加硫系剤については、条件によっては混合時から反応が開始される場合もあるので、他の原料の混合完了後に別の工程で混合することが好ましい。
【００２１】
次に、前記ＥＰＤＭ混合物を所定の成形型に充填する等して成形体としつつ、該成形型ごと加硫缶に代表される加硫装置に装着、一定時間スチーム等による加熱を施すことで、所要形状の加硫済みのＥＰＤＭの低硬度ゴム組成物を得る。そして得られたＥＰＤＭゴム組成物を、前記成形型から脱型・冷却することで低硬度ゴム組成物が完成する。前記加硫時間は、得るべき低硬度ゴム組成物の大きさや添加剤等の条件により適宜に調整される。前述の成形型を使用した成形方法の他、押出成形または射出成形等の従来公知の成形方法が何れも使用可能である。この場合、得られた成形体に付いて別途、加硫のための加熱を実施する必要があるが、連続的かつ効率的な製造が可能となる。
【００２２】
本実施例により得られる低硬度ゴム組成物については、自動車の各種外装部材の素材として好適に使用される他、その低硬度に伴う高い衝撃吸収性の発現を利用して家電・ＯＡ機器分野等のの各種衝撃吸収材の素材として好適に採用可能である。
【００２３】
また本発明においては、前記充填材としてシリカと、従来多用されるカーボンブラック等とを混合的に使用することとしているが、これらの物質の作用は従来何れの物質においても機械的強度の向上をなすと共に、全原料混合物の粘度を増大させて混合時間を短縮し、かつ得られるゴム組成物の硬度を増大させるものとしての認識が一般的であった。従って、得られるＥＰＤＭゴム組成物の硬度を低く維持しなければならない本発明の如きＥＰＤＭゴム組成物には、その使用が想達されることはなかった。この点で本発明は全く新規な発想をなしている。
【００２４】
【実験例】
以下に、本発明に係る低硬度ゴム組成物の各物性値を示す実験例を示す。この低硬度ゴム組成物は、表１に示す組成表に従って、主成分となる油展ＥＰＤＭポリマー、可塑剤としてのオイルおよび各種充填材等の添加剤を、ニーダー混練機(ＴＤ３−１０ＭＤＸ;トーシン製)を使用して練り加工し、その際の該混練機の使用電力チャートの上昇点、すなわち混練トルクが増大する点を持って混練が完了したと見なし、必要混合・混練時間として記録した。なお前記混練が行なわれる原料については、以下に示す３態様により夫々混合・混練を行なう実験を行なった。そして最も一般的な混合に対応した混合・混練パターン１で得られたＥＰＤＭ混合物に加工を施すことで、実施例１および２並びに比較例１および２に係る所要の試験片(幅１２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ)とした後、熱板プレスにおいて１７０℃で１５分間の加硫処理および冷却を施して低硬度ゴム組成物とし、ＪＩＳ−Ａ(タイプＡデュロメータ硬度(度)、引張強度(ＭＰａ)および伸び率(％)といった、一般的な物性値の測定と、成形性(○、×で評価)とを確認した。
【００２５】
(使用原料について)
油展ポリマー：商品名ＥＰＴ３０４２；三井化学(株)製(オイル120phr)
オイル：ＰＷ３８０；出光興産(株)製
充填材Ａ：商品名ニップシールＥＲ(シリカ)；日本シリカ工業(株)製
充填材Ｂ：商品名シーストＳ(カーボンブラック)；東海カーボン(株)製
その他添加剤
添加剤Ａ：酸化亜鉛２種；堺化学工業(株)製
添加剤Ｂ：ステアリン酸；新日本理化(株)製
添加剤Ｃ：商品名ＰＥＧ＃４０００；三洋化成工業(株)製
加硫系剤
加硫剤：商品名サフファックス２００Ｓ；鶴見化学工業(株)製
加硫促進剤Ａ：商品名促進剤ＢＺ；大内新興化学工業(株)製
加硫促進剤Ｂ：商品名促進剤Ｍ；大内新興化学工業(株)製
加硫促進剤Ｃ：商品名促進剤ＴＴ；大内新興化学工業(株)製
加硫促進剤Ｄ：商品名促進剤ＴＲＡ；大内新興化学工業(株)製
【００２６】
(混合・混練態様)
パターン１：油展ポリマーを３０秒素練りした後、加硫系剤以外の添加剤を投入して混合・混練する場合
パターン２：油展ポリマーを３０秒素練りした後、オイルの半量と、加硫系剤以外の添加剤とを投入して混合・混練し、混練トルク増大後、残りのオイルを混合する場合
パターン３：油展ポリマーを３０秒素練りした後、オイルの１／５量と、加硫系剤以外の添加剤とを投入して混合・混練し、混練トルク増大後、残りのオイルを１／５ずつ４回に分けて混合する場合(比較例のみ：オイルを徐々に混合・混練すること被混合物の粘度低下を抑制し、剪断力を保持するため)
【００２７】
(評価方法)
・ＪＩＳ−Ａ硬度(度)：ＪＩＳＫ６２５３準拠の方法でタイプＡデュロメータにより測定
・引張強度(ＭＰａ)：ＪＩＳＫ６２５１準拠の方法で測定
・伸び率(％)：：ＪＩＳＫ６２５１準拠の方法で測定
・成形性：得られたゴム組成物を所要のロールを使用してリボン出し(寸法：厚さ５ｍｍ、幅３０ｃｍ)し、リボン出しされたものの状態を目視で確認した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
(結果）
結果を上記の表１に併せて示す。この表１から、実施例の練り時間が、比較例と比べて１／５以下に短縮されることが確認できる。また、成形性も向上していることも確認できた。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る低硬度ゴム組成物によれば、主成分であるエチレン−プロピレン−ジエン・ターポリマーに対して、可塑剤としてのオイルと所要のシリカを有する充填材とを混合することで得られるゴム組成物は、充分な耐候性と、その低硬度により緩衝性および追従性等とを発現し得ると共に、短時間に全ての原料の混合・混練を実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る簡単な製造工程を示すフロー図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a low-hardness rubber composition containing ethylene-propylene-diene terpolymer (hereinafter, referred to as EPDM) as a main component, and more specifically, by mixing a required filler in the EPDM, In a harsh environment such as outdoors, it has a low hardness that can exhibit sufficient cushioning and follow-up properties over a long period of time, and it is carried out when obtaining a rubber composition. The present invention relates to a low hardness rubber composition to be obtained.
[0002]
[Prior art]
In automobiles and the like, for example, the vehicle body and auxiliary devices such as door mirrors are in close contact with each other, so that rainwater or the like does not enter through the gap therebetween, and further, rubber composition is provided in the gap in order to reduce wind noise and the like during running. It is joined through a low-hardness material such as an object. In view of the severe use environment in which the temperature difference is severe outdoors and used for a long period of time, an EPDM rubber composition containing EPDM polymer as a main component, which has high weather resistance and is inexpensive, is preferably used. It had been.
[0003]
The commonly used EPDM rubber composition has a type A durometer hardness of about 50 to 60 and is inferior in followability and the like, and thus has achieved the following followability and weather resistance by the following method. . That is,
(1) a foamed sponge material or the like is interposed separately; (2) a foam produced from the EPDM rubber composition is used; and (3) a plasticizer to sufficiently lower the hardness of the EPDM rubber composition. (4) Use a large amount of liquid polymer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of each of the above methods, the following problems are pointed out.
{Circle around (1)} Since another part is required, the production cost is increased, and the foam part is poor in mechanical strength and weather resistance.
As in (2) and (1), sufficient mechanical strength and weather resistance cannot be secured.
{Circle around (3)} When mixing the EPDM polymer, which is the main component, with the oil, sufficient shearing force is not applied due to its low viscosity, and the time required for mixing becomes longer, resulting in an increase in production cost. I will. Further, a problem is pointed out that a large amount of oil bleeds from the rubber member with the passage of time and soils the vehicle body.
{Circle around (4)} Generally, liquid polymers are expensive, and accurate measurement is difficult due to the nature of the viscous fluid. As a result, it is difficult to increase the production cost and design the physical properties.
[0005]
As a proposal to avoid such a problem, the following Patent Document 1 discloses a rubber composition having low hardness, good mixing properties, and low bleeding property by mixing various kinds of polymers. Have been.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-2865 A
However, in the case of the technique disclosed in the above-mentioned [Patent Document 1], the production process is complicated, such as using a molten polymer, and is not suitable for implementation in a general production line. This is because detailed raw material management and the like are required, and handling a plurality of raw materials increases complexity.
[0008]
[Object of the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems relating to the prior art, and has been proposed in order to solve the problem appropriately. The present invention relates to an ethylene-propylene-diene terpolymer as a main component, and an oil as a plasticizer. By mixing with the filler having the required silica, it is provided with sufficient weather resistance, low hardness capable of exhibiting buffering property and followability, etc., and all the raw materials are mixed and kneaded in a short time. An object is to provide a low-hardness rubber composition to be obtained.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to overcome the above problems and achieve the intended purpose, the low-hardness rubber composition according to the present invention comprises an ethylene-propylene-diene terpolymer as a main component, and a required amount of oil and various fillers mixed therein. In the rubber composition aimed at low hardness by
The oil is set in the range of 150 to 500 parts by weight, preferably 200 to 350 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ethylene-propylene-diene terpolymer.
While containing silica as the various fillers, with respect to 100 parts by weight of the ethylene-propylene-diene terpolymer, 10 to 50 parts by weight, preferably used in the range of 30 to 50 parts by weight,
In the total amount of the various fillers, at least silica is set at 75% by weight or more, preferably at least 80% by weight,
It is characterized in that the time required for sufficient mixing of the above-mentioned substances has been remarkably reduced.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a low hardness rubber composition according to a preferred embodiment of the present invention will be described. The inventor of the present application has high weather resistance and moldability, and uses ethylene-propylene-diene terpolymer (hereinafter, referred to as EPDM polymer) suitably used as an exterior member of an automobile as a main material, Here, the oil is set in the range of 150 to 500 parts by weight, preferably 200 to 350 parts by weight, based on 100 parts by weight of the EPDM polymer, and contains at least 75% by weight, preferably 80% by weight of silica. By using the filler in an amount of 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the EPDM polymer, the type A durometer hardness is 30 degrees, preferably 15 degrees or less, and sufficient mixing of all these raw materials is achieved. -It has been found that the time required for kneading can be significantly reduced. In the present invention, when a description “to 100 parts by weight to 100 parts by weight” is given as a unit representing a weight ratio, it refers to an external ratio, and when a description “to% by weight” is made, Indicates that it is an internal ratio.
[0011]
The EPDM polymer according to the examples is an ethylene-propylene-diene-based monomer copolymer, and generally used copolymers of ethylene and propylene with various diene-based monomers can be used. In general, the EPDM polymer varies in various physical properties such as weather resistance, aging resistance and vulcanizability depending on the ratio of the ethylene, propylene and diene monomers constituting the composition. Any composition used as a member can be used without any problem.
[0012]
The oil reduces the hardness by being mixed with the EPDM polymer, and serves as a so-called plasticizer, and does not cause bleeding and has a high softening effect. For example, parafil oil is preferable. . And it is used in the range of 150 to 500 parts by weight, preferably 200 to 350 parts by weight based on 100 parts by weight of the EPDM polymer. If the mixing amount is less than 150 parts by weight, the aforementioned type A durometer hardness exceeds 30 degrees and the low hardness state cannot be maintained. On the other hand, if it exceeds 500 parts by weight, the composition of the present invention may be used. This is because large mixing time is not shortened.
[0013]
In addition, as the mixed form, the whole amount is not separately mixed with the EPDM polymer, but it is mixed in the composition system by using a so-called oil-extended polymer containing oil as a part of the polymer. . By using such an oil-extended polymer, the time required for mixing all the raw materials can be further reduced. The amount of oil mixed into the composition system as the oil-extended polymer is about 80 to 130 parts by weight of the above 150 to 500 parts by weight mixed with the EPDM polymer. If the amount is less than 80 parts by weight, the mixing time cannot be shortened efficiently as described above, and if it exceeds 130 parts by weight, the handleability as a polymer becomes difficult.
[0014]
As the filler, a conventionally known substance such as carbon black, calcium carbonate or silica (white carbon) is suitably used. However, in the present invention, it is necessary that the proportion of the silica is set to at least 75% by weight, preferably 80% by weight or more in the total amount of the plurality of fillers. The mixing amount of the filler is set in the range of 10 to 50 parts by weight, preferably 30 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the EPDM polymer. If the mixing amount is less than 10 parts by weight, the mixing time is not shortened. If the mixing amount is more than 50 parts by weight, the moisture and the like contained in the filler become bubbles due to heating, such as vulcanization, which will be described later. There is a fear that the internal structure and the surface state of the obtained EPDM rubber composition are deteriorated, and the yield when forming a predetermined member is deteriorated. This is set to be very low in order to obtain an EPDM rubber composition in which the viscosity of the EPDM polymer used in the present invention at the time of oil mixing is finally less than or equal to 30 degrees, and even 15 degrees or less. That's why.
[0015]
The weight ratio of silica in the total amount of the filler is set to at least 75% by weight, preferably 80% by weight or more. This is because fillers other than the silica, for example, carbon black, cannot be expected to provide a predetermined viscosity to the mixture of all the raw materials so that the shearing force can be effectively used at the time of mixing all the raw materials. is there.
[0016]
By the way, it is known that the mixing of the oil lowers the hardness of the obtained EPDM rubber composition while deteriorating its mechanical strength. The EPDM rubber composition according to the present invention is required to have a certain mechanical strength even in view of its intended use, and it is not preferable that the mechanical strength is excessively reduced. In view of this, as the filler, while a certain ratio or more of silica is used to secure the viscosity when all the raw materials are mixed, a material that is an active reinforcing material such as carbon black that ensures mechanical strength is mixed. .
[0017]
As the silica, artificially obtained synthetic silica, particularly, wet silica is preferably used. Compared with synthetic silica, the natural silica has a less uniform composition in the crystal, for example, the amount of water of crystallization, and therefore, it is difficult to obtain a uniform dispersion when mixing the EPDM polymer. This is because it is difficult to obtain a suitable EPDM mixture (described later ([0020]), a substance before vulcanization heating by mixing an EPDM polymer with an oil and various fillers). In the above synthetic silica, wet silica is preferably used because it has a lower bulk density than dry silica, that is, it is not bulky, and can be easily mixed with the EPDM polymer. When a required amount of filler is prepared from fumed silica, the volume of the filler becomes large, and the time required for homogeneous mixing and charging itself becomes long. As the particle size of the silica, a substance having an average primary particle size in a range of 10 to 40 nm is preferable. This is an empirically proven fact, although in part it is generally explained by the ease of dispersion and the contribution to changes in viscosity due to the small particle size.
[0018]
In addition, by using the silica as a filler, it is expected that the bleed phenomenon, which is a concern when a large amount of oil is used for the EPDM polymer, can be suppressed. In general, in order to suppress bleeding, it is general to employ a method of selectively using a substance having a high specific surface area, such as carbon black, and absorbing an oil serving as a base of the bleeding. However, when this method is adopted, even the oil component in the part of the obtained EPDM rubber composition that has decreased in hardness is absorbed and retained, and there is a concern that the hardness may increase due to aging. However, when the silica according to the present invention is used, the effect of suppressing bleeding due to the absorption of the oil is exhibited, but unlike the carbon black or the like, the water of crystallization is involved, and it is considered that the oil is reversibly held. This fact has been confirmed empirically.
[0019]
Further, the low-hardness rubber composition according to the examples, depending on the purpose and use thereof, further reinforcing material, softener, vulcanizing agent, antioxidant, antiozonant (antiaging agent), foaming agent, A foaming aid, a tackifier, a peptizer, a coloring agent, a lubricant, a release agent or a flame retardant may be added.
[0020]
Hereinafter, the manufacturing process of the low-hardness rubber composition according to the present example using the above-described elements will be described with reference to FIG. First, the EPDM polymer as the main component of the rubber composition, the required oil, and additives such as various fillers other than the vulcanizing agent such as a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are mixed into a predetermined kneader. And mix (primary mixing). Vulcanizing agents, such as a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and a vulcanization accelerating aid, are blended as needed and mixed and kneaded again to obtain an EPDM mixture (secondary mixing). The conditions such as the time and speed required for the mixing and kneading performed here depend on the physical properties of the various additives, but basically, the EPDM mixture is performed until the EPDM mixture becomes a so-called cohesive state. When each kneading machine described later is used, this state can be detected by an increase in the shearing force for the kneading, that is, a state after an increase and a decrease in the required electric energy. For the mixing and kneading, a single-screw or twin-screw extruder, a kneader, a pressurized kneader, a co-kneader, a Banbury mixer, a Henschel mixer, a rotor mixer and other kneaders are suitably used. The primary mixing and the secondary mixing may be performed simultaneously depending on the kind of raw materials to be mixed, and the mixing order is not limited. The factor to be considered is the viscosity that appears when all the raw materials to be mixed at the same time are mixed, and this viscosity is acceptable as long as it utilizes the shearing force. The vulcanizing agent such as the vulcanizing agent may start the reaction at the time of mixing depending on the conditions. Therefore, it is preferable to mix in another step after the completion of mixing of other raw materials.
[0021]
Next, by filling the EPDM mixture into a predetermined molding die or the like to form a molded product, the molding die is attached to a vulcanizing apparatus represented by a vulcanizer, and heated by steam or the like for a certain period of time. A vulcanized EPDM low-hardness rubber composition having a required shape is obtained. Then, the obtained EPDM rubber composition is released from the mold and cooled to complete a low-hardness rubber composition. The vulcanization time is appropriately adjusted depending on conditions such as the size of the low hardness rubber composition to be obtained and additives. In addition to the molding method using the molding die described above, any conventionally known molding method such as extrusion molding or injection molding can be used. In this case, it is necessary to separately perform heating for vulcanization on the obtained molded body, but continuous and efficient production becomes possible.
[0022]
The low-hardness rubber composition obtained according to the present example is suitably used as a material for various exterior members of automobiles, and is also used in the field of home electric appliances and OA equipment by utilizing the high shock absorption accompanying the low hardness. It can be suitably used as a material of various shock absorbing materials.
[0023]
Further, in the present invention, silica is used as the filler, and carbon black and the like which are conventionally frequently used are mixedly used. However, the action of these substances can improve the mechanical strength of any of the conventional substances. In addition, it has been generally recognized that the viscosity of the whole raw material mixture is increased to shorten the mixing time and that the hardness of the obtained rubber composition is increased. Therefore, use of the EPDM rubber composition as in the present invention, in which the hardness of the obtained EPDM rubber composition must be kept low, has not been conceived. In this regard, the present invention is a completely new idea.
[0024]
[Experimental example]
Hereinafter, experimental examples showing respective physical property values of the low hardness rubber composition according to the present invention will be described. According to the composition table shown in Table 1, the low-hardness rubber composition was prepared by adding an oil-extended EPDM polymer as a main component, an oil as a plasticizer, and various fillers to a kneader kneader (TD3-10MDX; manufactured by Toshin). ), Kneading was performed, and the kneading was regarded as completed with the rising point of the electric power chart used by the kneading machine, that is, the point at which the kneading torque increased, and recorded as required mixing / kneading time. With respect to the raw materials to be kneaded, experiments were conducted in which mixing and kneading were performed in the following three modes. Then, by processing the EPDM mixture obtained in the mixing / kneading pattern 1 corresponding to the most common mixing, required test pieces (width 120 mm, length 120%) according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 After 150 mm, thickness 2 mm), in a hot plate press vulcanization treatment at 170 ° C. for 15 minutes and cooling to give a low hardness rubber composition, JIS-A (type A durometer hardness (degree), tensile strength ( Measurement of general physical properties such as MPa) and elongation (%) and moldability (evaluated by ○ and ×) were confirmed.
[0025]
(About raw materials used)
Oil-extended polymer: trade name EPT3042; manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (oil 120phr)
Oil: PW380; Filler A made by Idemitsu Kosan Co., Ltd. A: Trade name Nip Seal ER (silica); Filler B made by Nippon Silica Industry Co., Ltd .: Trade name Seast S (carbon black); Other additives made by Tokai Carbon Co., Ltd. Additive A: 2 kinds of zinc oxide; Sakai Chemical Industry Co., Ltd. additive B: Stearic acid; Shin Nippon Rika Co., Ltd. additive C: Trade name PEG # 4000; Sanyo Chemical Industries, Ltd. vulcanization Vulcanizing agent: trade name Saffax 200S; vulcanization accelerator A manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd .: trade name accelerator BZ; vulcanization accelerator B manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd .: trade name accelerator M: Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. vulcanization accelerator C: trade name accelerator TT; Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. vulcanization accelerator D: trade name accelerator TRA; Ouchi Shinko Chemical Industry ( [0026]
(Mixing / kneading mode)
Pattern 1: When the oil-extended polymer is masticated for 30 seconds, and then an additive other than the vulcanizing agent is added and mixed and kneaded. Pattern 2: After the oil-extended polymer is masticated for 30 seconds, half of the oil, When an additive other than the vulcanizing agent is added and mixed and kneaded, the kneading torque is increased, and then the remaining oil is mixed. Pattern 3: After masticating the oil-extended polymer for 30 seconds, 1/5 of the oil And mixing and kneading by adding additives other than the vulcanizing agent, and after increasing the kneading torque, mixing the remaining oil in 4 times of 1/5 (comparative example only: (Mixing / kneading suppresses the decrease in viscosity of the mixture and maintains the shearing force.)
[0027]
(Evaluation method)
-JIS-A hardness (degree): Measured using a type A durometer according to JIS K 6253-Tensile strength (MPa): Measured according to JIS K 6251-Elongation (%):: Method based on JIS K 6251 Measurement and moldability: The obtained rubber composition was rolled out using a required roll (dimensions: thickness 5 mm, width 30 cm), and the state of the stripped ribbon was visually confirmed.
[0028]
[Table 1]

[0029]
(result)
The results are shown in Table 1 above. From Table 1, it can be confirmed that the kneading time of the example is reduced to 1/5 or less as compared with the comparative example. It was also confirmed that the moldability was improved.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the low-hardness rubber composition according to the present invention, an oil as a plasticizer and a filler having a required silica are used for the ethylene-propylene-diene terpolymer as a main component. The rubber composition obtained by mixing can exhibit sufficient weather resistance and low hardness so as to exhibit buffering properties and followability, and can mix and knead all the raw materials in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a simple manufacturing process according to a preferred embodiment of the present invention.

Claims

Ethylene-propylene-diene terpolymer as a main component, in a rubber composition aimed at low hardness by mixing the required amount of oil and various fillers,
The oil is set in the range of 150 to 500 parts by weight, preferably 200 to 350 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ethylene-propylene-diene terpolymer.
While containing silica as the various fillers, with respect to 100 parts by weight of the ethylene-propylene-diene terpolymer, 10 to 50 parts by weight, preferably used in the range of 30 to 50 parts by weight,
In the total amount of the various fillers, at least silica is set at 75% by weight or more, preferably at least 80% by weight,
A low-hardness rubber composition characterized in that the time required for sufficient mixing of the above-mentioned substances is remarkably reduced.

The low hardness rubber composition according to claim 1, wherein the type A durometer hardness of the finally obtained rubber composition is set to 30 degrees or less, preferably 15 degrees or less.

The oil-extended polymer in which 80 to 130 parts by weight of the oil is mixed in advance with respect to 100 parts by weight of the ethylene-propylene-diene terpolymer, as the ethylene-propylene-diene terpolymer, or 1 or 2. 3. The low-hardness rubber composition according to 2.

The low-hardness rubber composition according to any one of claims 1 to 3, wherein wet silica is selectively used as the silica.

The low-hardness rubber composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the silica has an average primary particle diameter in a range of 10 to 40 nm.